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“海猪”——F-111B战斗机的故事

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发表于 2019-5-3 10:11:50 | 显示全部楼层 |阅读模式
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作者:罗伯特•伯尼尔(Robert Bernier)
翻译:李昭辉  
原文发表在美国史密森学会出版的2018年9月刊《空天》杂志(AIR & SPACE)杂志
来自空军之翼

  译者注:本文原文发表在美国史密森学会出版的2018年9月刊《空天》杂志(AIR &  SPACE)杂志上,原作者是罗伯特•伯尼尔(Robert Bernier)。译文所配图片有改动。
  今天,围绕F-35联合打击战斗机出现的种种争议再度让人们联想起了,之前曾经为研制一款多军种通用的飞机而引发的斗争,那就是20世纪60年代研制的F-111战斗机。五角大楼的领导者们坚持认为,这架为空军研制的战斗机将发展成为一款重型海军截击机,不过美国海军显然不买账。也许,这个问题在今天辩论的核心是,设计一架可充分执行多种任务的飞机是否比多架为执行单一任务而设计的飞机更好、更实惠?1968年,美国海军给出了一个明确的答案:“不是!”而这一切,都要从那架绰号为“海猪”的飞机讲起……
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F-111B是为了保卫舰队而设计的,但在该项目下马之前,仅进行过一次舰上降落(1968年在“珊瑚海”号航空母舰上)
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 楼主| 发表于 2019-5-3 10:12:03 | 显示全部楼层
背景概述
  20世纪60年代早期,美国海军和空军都在采购新的战斗机。海军需要一种部署在航空母舰上的截击机,能够在数百英里外与苏联轰炸机交战——在后者发射远程反舰导弹之前;空军需要一款超音速、可以贴地飞行的突防飞机,能躲过敌人的雷达探测,并规避地对空导弹。
  传统上,各个军种都会研发自己的飞机,以满足自身的特定需求。但在1961年初,新任国防部长罗伯特•麦克纳马拉提出了一项计划,意在通过使用一个共同的机身来完成两种截然不同的任务,从而节省数百万美元。麦克纳马拉决心控制日益复杂的武器系统不断上升的成本,结果海空军两大军种都没有得到他们特别想要的机型,却诞生了一架被评论家称为“飞行的埃德索尔”(Flying  Edsel,埃德索尔是福特公司历史上一款严重失败的车型)的战机。前试飞员乔治•马雷特(George Marrett)甚至只记得F-111B是“我曾经飞过的最糟糕的飞机”。
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驾驶F-111B降落在“珊瑚海”号航母上的试飞员乔治•马雷特。马雷特对F-111B这架飞机很了解,不过他更喜欢“海猪”的替代品,即F-14“雄猫”

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 楼主| 发表于 2019-5-3 10:12:14 | 显示全部楼层
  实验性战术战斗机(Tactical Fighter–Experimental,TFX)设计竞赛于1961年底正式启动。当时,该项目堪称是有史以来最昂贵的武器系统合同之一。尽管面临一个赞成波音公司方案的军事遴选委员会的强烈反对,麦克纳马拉最终还是选择了通用动力公司的方案,主要是因为通用动力公司的方案具有更好的通用性,可以节省更多的资金。
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最终入围的波音公司的方案,采用了奇怪的背部进气设计
  然后,麦克纳马拉指定让空军派人担任TFX的项目经理,美国海军认为这是一种严重的犯罪,因为正是麦克纳马拉的这一安排迫使不情愿的海军采用本质上是空军轰炸机的海上截击机版本。海空军两大军种最初都同意采用双发、双座布局,机翼采用新颖的可变后掠翼设计。除此之外,海空军在设计方面的要求迅速分道扬镳;而且,随着这架飞机是“麦克纳马拉的飞机”的呼声日甚一日,海军也开始反对装备这一机型。

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 楼主| 发表于 2019-5-3 10:12:30 | 显示全部楼层
要导弹,不要航炮
  美国海军对远程截击机的需求可以追溯到20世纪50年代,当时苏联人正开始研制反舰导弹,这类导弹可以由远程轰炸机在水面舰艇防空系统的射程外发射。由于对第二次世界大战中遭受日军“神风特攻”的自杀式攻击记忆犹新,因此美国海军的将领们一想到成群的这类“航母杀手”飞向他们脆弱的航母战斗群就头痛不已。
  为了对抗苏联人的反舰导弹,美国海军的战术人员采纳了道格拉斯飞机公司于1959年提出的非同寻常的F6D导弹发射平台的概念。不同于以往的战斗机(在空战中与高机动性的敌机进行近距缠斗),道格拉斯公司提出的是一架庞大的、平淡无奇的亚音速飞机,但装备有精密复杂的远程空空导弹。这种绰号“导弹手”(Missileer)的导弹空中发射平台将在舰队上空较高的高度上徘徊,基本上就是一个飞行的导弹发射阵地。这款飞机具有功能强大的雷达和并排座椅,可以更好地让机组成员之间进行沟通协调,但缺乏任何近距格斗能力。当时流行的想法是,近距格斗(被某些人戏称为“在电话亭中拿着匕首搏斗”)这种风格的空战已经过时了,而“导弹手”可作为麦克唐纳公司研制的F-4“鬼怪”式战斗机的补充——后者是1961年服役的海军主力战斗机。“鬼怪”是一架庞大而沉重的飞机,可以挂载大量导弹和炸弹,但实战很快就证明,面对苏联提供给北越空军的轻便灵活的米格-17,“鬼怪”很难与之盘旋格斗。当时的观点还认为,未来的空战将远远超出视距范围,哪一方拥有最好的传感器和导弹,哪一方就能赢得空战。道格拉斯飞机公司提出的这架“导弹手”可以“像狗一样飞行”,而真正的“狗斗”将由导弹完成。虽然“导弹手”项目最终被取消,但这一概念演变成了海军版的TFX,并在不久之后被命名为F-111B。
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艺术家绘制的F6D“导弹手”想象图

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 楼主| 发表于 2019-5-3 10:12:41 | 显示全部楼层
  通用动力公司缺乏研制舰载机的经验,因此它选择与舰载机研制经验丰富的格鲁曼飞机公司合作,共同研制F-111B。格鲁曼公司不仅因其研制的飞机坚固耐用而赢得了“格鲁曼铁匠铺”的声誉,而且还拥有研制可变后掠翼战斗机原型机XF10F“美洲虎”的经验。虽然“美洲虎”战斗机在1953年下马,但获得的经验教训将应用到F-111身上。
  F-111B是它所在的那个时代最复杂的设计:它不仅是第一架采用可变后掠翼且准备批量生产的战机(这是一项雄心勃勃的计划),也将是第一款采用加力式涡轮风扇发动机的战斗机,新的动力系统能够将飞机加速到2马赫,同时仍能以较高的燃油效率进行远距离巡航。飞机还配备了一套全新的超长距离雷达系统,可以为休斯公司新研制的AIM-54A空对空导弹获取目标——新导弹本身的射程就高达100英里(约160千米)。
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F-111B采用的全新设计的可变后掠翼效果非常好
  1965年5月,主要由格鲁曼公司研制的F-111B首飞,但很快就出现了发动机问题。此前,为了满足空军和海军不同任务要求所需的航程、速度和时间,通用动力公司选择了新研制的、尚未经检验的普拉特•惠特尼TF30涡轮风扇发动机。这款涡扇发动机在巡航时运行良好,但在进行典型的飞行机动(如空战机动)时表现不佳。一系列由压气机引发的空中停车事故拖慢了F-111的试飞时间表,损害了这架飞机在飞行员中的声誉。

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 楼主| 发表于 2019-5-3 10:13:14 | 显示全部楼层
测试靶场上的王牌<br />
  “F-111给我们的试飞员队伍造成了可怕的损失”,乔治•马雷特这样说道。他在试飞事故中失去了朋友。在加利福尼亚州的爱德华兹空军基地,马雷特作为空军试飞员首次驾驶了F-111飞机,后来他还作为民间公司的试飞员驾驶过海军版F-111B。对此,他坦率地说:“我之所以能得到这份工作,是因为有两名休斯公司的试飞员因这款飞机而遇难。”<br />
  马雷特在F-111B上积累了数百小时的飞行经验,有一次他甚至顽强地驾驶着一架因飞控故障而瘫痪的F-111B强行返航,不幸的是这架飞机在穆古角(Point  Mugu)海军航空站坠毁。尽管他曾驾驶着A-1“天袭者”攻击机在越南上空执行过188次战斗任务,但马雷特认为,他在1969年10月经历的这次F-111B坠毁事件是他在长期的飞行生涯中最接近死亡的一次。<br />
  马雷特在其2006年出版的《死亡测试》(Testing  Death)一书中写道,虽然F-111“发动机推力严重不足,且作为一架战斗机来说,其驾驶舱的视野很差”,但它却很适合搭载“不死鸟”导弹及其相配套的AN/AWG-9雷达系统。马雷特在接受采访时表示:“我不想驾驶着(这架)战斗机进行机动”,但单纯作为一架截击机,F-111B可以对抗轰炸机和巡航导弹。<br />
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F-111B黑色的天线罩中安装有精密复杂的新型AN/AWG-9雷达,照片摄于休斯飞机公司下属的卡尔弗城(Culver  City)机场,该机场现已关闭
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 楼主| 发表于 2019-5-3 10:13:25 | 显示全部楼层
  休斯飞机公司于1962年开始研制AIM-54“不死鸟”导弹。当初为这款导弹定下的设计指标可谓是雄心勃勃:它需要拦截从掠海飞行高度到80000英尺(24384米)以上的高空这一范围内的目标,飞行速度接近5马赫,射程超过100英里(约160千米)。为发现目标而研制的AN/AWG-9雷达是首台能同时跟踪多个空中目标并与之交战的雷达,这是美国海军所迫切需要的,以对抗预期中铺天盖地般飞来的苏联反舰导弹。
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F-111B配备的AN/AWG-9雷达

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 楼主| 发表于 2019-5-3 10:13:49 | 显示全部楼层
  与任何尖端武器系统一样,“不死鸟”导弹在研制过程中也出现了各种各样的问题,并且代价高昂。马雷特参加“不死鸟”导弹的试飞活动前前后后花了将近10年的时间,他在加利福尼亚州外海的太平洋导弹靶场上发射导弹(一开始是F-111B,后来改为F-14)。他半开玩笑地称自己是“测试靶场上的王牌”,因为他总共击落了5架无人靶机。“所有的导弹测试都很关键”,他回忆道,“我们被告知,如果失败可能会导致这一导弹研制项目下马。”
  令人惊讶的是,充满创新意味的可变后掠翼技术在这架喷气式飞机上运行良好。从海军的角度来看,关键问题是这架飞机的尺寸。甚至在F-111B首飞之前,舰载机部队中的许多人就在抵制这架截击机,因为它太重了,而且对于近距格斗来说太迟钝了——然而,这架飞机在设计之初就不是用来“狗斗”的。
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第1架和第2架F-111B编队飞行,分别展示了机翼最大后掠和最小后掠状态

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 楼主| 发表于 2019-5-3 10:14:04 | 显示全部楼层
  海军自己提出的一些要求,例如驾驶舱要采用并列双座设计,而且机组成员需要蜷缩在可整体弹射的“胶囊”救生舱内,是引发F-111超重问题的一大原因。马雷特回忆说,可弹射的“胶囊”不仅增加了机身的重量,而且试飞员们认为它不会起作用。“我们都看着对方说‘好吧,第一个使用它的人会死的’。果然,真就发生了这样的事,我的一位朋友因此而遇难了——‘胶囊’虽然从机身中分离出去了,但降落伞没有打开。”
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F-111的整体式救生舱,F-111后期型改回了传统的弹射座椅

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 楼主| 发表于 2019-5-3 10:14:16 | 显示全部楼层
  F-111B是架很大的飞机,它必须这样,因为它需要携带可巡航数小时的燃料和6枚13英尺(约4米)长的“不死鸟”导弹,每枚重1000磅(约454千克)。F-111B的最大起飞重量为88000磅(约39.92吨),满载的F-111B比同样情况的F-14还要重,当然这两者都比当时其他的战斗机重不少。后来,空军方面要求F-111具备超音速地形跟踪飞行能力,这种能力却不是海军规划人员所希望的,这也会增加F-111的机身重量和成本。通用性要求以及发动机问题阻碍了项目的进一步推进,并增加了成本。
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在越南上空进行地形跟踪飞行的F-111A
  工程师们一直在顽强地工作着,以便使F-111B可以上舰。他们从机身上减掉了超过1吨的重量,再加上空气动力学方面的改进,从而成功地将飞机的着舰速度降低到了115节(213千米/小时)。TF30涡扇发动机的高推力版本提升了性能,重新设计的发动机进气口也几乎消除了压气机失速的问题。

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